Investigadores del Instituto de Ciencias de la Vida de la Tierra (ELSI) del Instituto de Ciencias Tokio, dirigidos por la estudiante graduada Fatima Li-Hau y el maestro de la Universidad Shawn McMlynn, comenzaron un estudio innovador de acuerdo con las condiciones de la Tierra temprana, en particular en el momento del gran oxiegio, tuvo lugar. Esta investigación trata de aliviar cómo se veía la vida en un entorno con niveles de oxígeno dramáticamente más bajos que la corriente, centrada en las antiguas comunidades microbianas que florecieron en aguas termales ricas en hierro.
En ese momento, la atmósfera de la tierra contenía aproximadamente un millón de veces menos oxígeno que hoy, por lo que es un ambiente hostil para formas de vida temprana. Antes del bien, sobrevivieron organismos como las bacterias oxidantes de hierro en condiciones bajas de oxígeno, utilizando el hierro de hierro como una fuente de energía crucial. La investigación está investigando aguas termales contemporáneas en Japón que muestran condiciones geoquímicas que son comparables a las de los antiguos océanos de la Tierra antes de que hubiera una oxigenación atmosférica significativa.
El equipo estudió cinco aguas termales en las prefecturas de Tokio, Akita y Aomori. Estas fuentes se caracterizan por altas concentraciones de hierro y bajos niveles de oxígeno, que ofrecen un entorno natural único para investigar los patrones de vida microbiana. McGlynn señaló que estos resortes sirven como una mirada rara a cómo los ecosistemas microbianos pueden haber funcionado antes del aumento de las plantas y animales vasculares.
Según los hallazgos, los investigadores identificaron que cuatro de cada cinco fuentes estaban habilitadas predominantemente por bacterias microaerofílicas oxidantes de hierro, prosperando en ambientes restringidos de oxígeno. Las cianobacterias, aunque capaces de producir oxígeno, estaban presentes en cantidades más pequeñas, con una manantía termal en Akita que muestra un dominio sorprendente de metabolismos no basados en hierro.
Con la ayuda del análisis metagenómico, el equipo de investigación ha compilado más de 200 de alta calidad de los microorganismos residentes, que revelaron ideas sobre sus funciones metabólicas. Las características más importantes de estos ecosistemas microbianos fueron varios procesos biológicos, como los ciclos de carbono y nitrógeno y un hallazgo notable de un ciclo de azufre parcial, a pesar de los compuestos de azufre limitados que están disponibles en las aguas termales. Este resultado inesperado indica que los mecanismos complejos de reciclaje microbiano aún no se entienden completamente.
Li-Hau enfatizó que la presencia consistente de oxidadores de hierro microaerofilo y anaeros sobre las diferentes plumas indica un ecosistema estable que puede mantener ciclos bioogeoquímicos esenciales, incluso en diversas condiciones ambientales. Esto refleja una fase de transición en la que la vida ha evolucionado para usar la energía de la oxidación de hierro y el oxígeno producido por los organismos de fototropos tempranos.
Las implicaciones de este estudio se extienden más allá de la Tierra y ofrecen análogos que pueden informar la búsqueda de la vida alienígena en entornos geoquímicos similares. Al profundizar nuestra comprensión de los primeros ecosistemas microbianos, la investigación arroja luz sobre los procesos evolutivos que han allanado el camino hacia la rica biodiversidad que es visible hoy.
El Instituto de Ciencias de la Vida de la Tierra continúa luchando por los descubrimientos innovadores, dirigidos al origen y la coevolución de la Tierra y la Vida, en coordinación con el uso de Japón para promover la investigación y la cooperación científica a un alto nivel a través de la iniciativa del Centro Internacional de Investigación Mundial Premier.
 at the Institute of Science Tokyo, led by graduate student Fatima Li-Hau and Associate Professor){kind=link}